Windbelasting op bomen

Joost S.H. Gieskes. Foto: Bas Steenks

 

Naast gebouwen en verkeer kregen bomen het zwaar te verduren. Op ogenschijnlijk willekeurige plaatsen stortten bomen met kluit en al neer. Van andere bomen brak de stam als een luciferhoutje doormidden.
In zo’n geval worden al gauw verklaringen gegeven, zoals doorweekte grond, een toch al zwakke boom, een slecht wortelpakket, of gewoon niet goed aangeplant.

 

Stabiliteit van bomen
Gelukkig blijven de meeste bomen stevig staan. Hoe komt dat dan? Om die vraag te beantwoorden heeft de wetenschapper dr. Ken James ( Australië) een uitvoerige studie gemaakt van het dynamisch gedrag van bomen in wind. Hij heeft daarnaast gewerkt aan de ontwikkeling van meetmethoden om de stabiliteit van bomen te bepalen. Het is een zeer complex onderwerp, temeer omdat er zoveel verschillende bomen en weersomstandigheden zijn.

 

Gedrag van bomen in wind
Een boom is een levend wezen en zal zich om te kunnen overleven tegen windkrachten van buiten moeten teweerstellen. Bij harde wind verandert de vorm van de boom en de bladeren aanzienlijk om de luchtweerstand zo klein mogelijk te maken. Dat wordt uitgedrukt in de cw-waarde (weerstandscoëfficient). Die waarde is dynamisch en verschilt per individuele boom. Het is tot op heden niet mogelijk gebleken die waarde met een formule ook maar bij benadering te berekenen. Ook met windtunnelproeven is men weinig dichterbij een werkbaar rekenmodel gekomen. Eén van de weinige algemene conclusies die te trekken zijn is dat bij jonge bomen de winddruk groter is dan bij volwassen exemplaren, doordat ze een groter blad hebben.

 

Takken
Er gebeurt nog iets anders bij wind op bomen, namelijk de bijdrage van de takken. Takken spelen een grote rol bij het verminderen van de windbelasting op een boom. Takken bewegen in de wind, waardoor de belasting gedempt wordt. Niet alle takken bewegen op hetzelfde moment dezelfde kant op: sommige takken buigen mee met de wind, andere waaien juist in tegengestelde richting als reactie op een voorgaande windvlaag. De takken van een boom waaien zo gelijktijdig in veel richtingen, daarmee de winddruk dempend. De windenergie wordt door dit samenspel van krachten afgevoerd, en de boom blijft stabiel. Zelfs zeer harde wind weten de meeste bomen zo te weerstaan.

 

Fascinerend schouwspel
Het is fascinerend om dit spel van krachten te zien op een video. Het mooiste is dit bij vrijstaand opgegroeide bomen, omdat de boom met zijn takkenstelsel zich ongestoord heeft kunnen ontwikkelen. Dit in tegenstelling tot dicht opeen geplante bomen of bomen in bossen die daardoor kleinere kronen hebben en een kleiner aantal volwassen takken.

 

Slechts sommige bomen breken af
Overigens gaan bij enorme windvlagen deze wetmatigheden niet meer op. Takken kunnen dan tegelijk allemaal dezelfde kant op bewegen. Dan is er geen dempend effect meer.

Bij de meeste bomen komen, als ze sneuvelen de wortels uit de grond en blijft de stam heel. Maar omdat de krachten in één richting bij harde windstoten extreem kunnen zijn zullen bomen soms niet omvallen maar spontaan breken, zoals ook tijdens Eunice het geval was. Juist de zware windstoten zijn niet te voorspellen in windkracht, in richting, en op welke plaats! Dat verklaart ook dat niet te voorspellen is welke boom waar zal sneuvelen.

Er zijn meer factoren aan te wijzen die van invloed zijn op de stabiliteit van een boom, zoals de verhouding hoogte tegenover dikte (bdh), het gewicht van een boom en de natuurlijke zwaaifrequentie. Zo zijn, tegen de verwachting in, Italiaanse populieren heel stabiel gebleken. Ken James vermoedt ook dat het dempingsproces door het snoeien van takken wordt verstoord. Dat zou kunnen betekenen dat gesnoeide bomen meer last hebben van harde wind en eerder sneuvelen.

Vanzelfsprekend moet elke boom met de grootste zorg en met de juiste voorbereiding worden aangeplant, in de goede grondsoort, met veel ruimte voor het ontwikkelen van het wortelpakket. Ook de nazorg moet niet worden vergeten! Alleen dan zal de boom in de toekomst stabiel staan en oud kunnen worden. Ook in de stedelijke omgeving gelden dezelfde voorwaarden. Beter minder bomen die groot en oud kunnen worden dan veel bomen dicht opeen die op termijn gaan zieltogen.
Gelukkig zijn de boomdeskundigen, mensen die verstand hebben van bomen, zich steeds meer gaan realiseren dat een boom, populair gezegd, ondergronds even groot is als daarboven.